SJ60-25挤出机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 塑料挤出机机筒，它是塑料加工过程中的主要设备之一。一般挤出机由五大部分组成：挤出部分、传动部分、机头加热冷却系统、电气控制系统塑料是一种高分子合成材料，是当今社会发展的基础材料之一，它广泛应用于各种领域。 挤出部分是挤出机的主体部分，主要作用是：剪切、塑化、捏炼塑料，以一定的压力，均匀连续的向机头输送塑料。由加料装置、螺杆、机筒、衬套等组成。其中螺杆分为单头螺杆、双头螺杆和多头螺杆。衬套材料一般为 38 传动系统的作用是驱动螺 杆旋转和根据工艺要求调节螺杆的转速，传动系统由电动机和减速器组成。 机头是挤出机的成形部分，它的作用是使塑料由螺旋运动变为直线运动；在一定的压力下，将塑料挤压成各种所需形状的半成品。加热冷却系统是为了使塑料很好的挤出，适时控制温度，以防止塑料温度过低或焦灼。 电气控制系统的作用是满足挤出工艺条件的需要，实现对基础机机筒割断温度、机体温度、螺杆转速、驱动扭矩或功率、轴向力等的控制和调节。由温控、调速和检测装置组成。 挤出机的传动技术有齿轮变速、直流电机和其他方式等若干种。国内外常用的是 由电机通过减速装置带动螺杆进行无级调速传动，国外多用直流电机变速传动，而国内则多用整流子电机变速传动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 挤出机的基本工作过程：带状塑料加入加料口后，在旋转螺杆的作用下塑料被搓成团状沿螺杆槽滚动前进，因螺杆的剪切、压缩和搅拌作用塑料受到进一步塑化，温度和压力逐步提高，呈现出粘流状态，以一定的压力和温度通过机头，最后得到所需的一定形状的半成品。 关键词 : 塑料挤出机 ; 螺杆 ; 机筒 ; 机头 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he it is an of is of of of of of is it is of to it up of so nd is of of 8of is of to of is of is to by of is we to or is of 文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 of of or of or of is of of is to of of s 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 第一章挤出机的主要性能参数 . 4 杆区域划分及材料 . 4 杆直径 . 4 杆长径比 . 4 速与喂料方式的关系 . 4 出机功率 . 5 产能力 Q . 6 第 二章 电机的选择 . 7 第三章减速器设计计算 . 7 动部分设计计算 . 8 动比计算及分配 . 8 轴转速 . 8 轴功率 . 9 轴转矩 . 9 轮设计 . 10 速级齿轮传动 . 10 速级齿轮传动 . 15 比齿轮轴及其上轴承的设计、选择和校核 . 20 本轴径的设计 .轴上 联接齿轮的键的选取及校核 .文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 速级齿轮的键及其校核 . 36 间级齿轮的键及其校核 . 37 第四章螺杆的设计与校核 . 38 杆材料 . 38 杆形式 .杆参数 . 38 杆结构 . 39 纹的断面形状 . 39 核 . 39 第五章机筒的设计及强度校核 . 40 筒结构设计及材料选择 .筒参数 .核 .六章其他零部件的设计与校核 . 42 杆与轴联接处的花键的选择与校核 . 花键挤压强度校核 .力轴承的选择与校核 . 42 核 . 43 命计算 . 43 轴器的选择与校核 .杆与机筒的组合设计 .头的设计 . 44 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 度控制 . 44 结语 . 45 参考文献 . 46 致谢 . 47 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 引言 文的研 究背景及意义 塑料是一种高分子合成材料，是当今社会发展的基础材料之一，它广泛应用于各种领域。 内外发展现状与研究水平 料挤出技术与挤出机的发展 塑料工业的迅速发展以及塑料制品应用范围的日益扩大，促使塑料挤出成型技术不断改善和创新。目前塑料挤出技术的发展情况主要可以概括为以下几个方 （ 1）成型工艺理论的发展 塑料成型工艺理论涉及到塑料本身的物理化学性质、力学性能以及加工过程中表现出来的流变特性等相关知识。对于这些工艺的研究由过去单纯依靠人们的经验积累已转化为进行 专业的理论和实验的研究。例如，到目前为止，挤出成型相关的流动理论和数学模型已经基本建立，而且在实际生产中已经有所应用。 （ 2）成型方法和成型物料的改善 对于挤出成型来说，根据生产制品不同有不同成型方法。成型物料由过去单一的粒状、粉状形态物料均可加工。 （ 3）成型的精密、微型化和超大型化 塑料制品的广泛应用也为塑料加工生产提出了更高的要求，目前塑料制品正朝着微型化和大型化两个方向发展，因此基础成型技术也出现微型化与大型化的特点。微型方面，现有的精密挤出能将制品尺寸公差保持在 间；大型方面，大型、超大型的挤出机都已出现并在生产中使用。 （ 4）成型模具的优化 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 由于具新材料的使用和模具加工技术的革新，是模具的加工成本降低、加工精度提高、使用寿命增长，并且使制品的表观质量得到提升。此外，模具零部件的标准化程度越来越高，在国外一些发达的工业化国家，模具的标准化、专业化生产程度已达到 70%以上，在我国尚有待发展。 （ 5）成型生产的自动化 随着计算机技术、通信技术和自动化技术的发展，塑料挤出生产的自动化逐渐成为发展趋势。生产自动化离不开各种数字化控 制的成型设备和先进的自动控制技术。成型生产实现自动化后，对成型设备可以进行远距离监控和无人化操作。成型设备可以根据系统发出的生产检测信号，对工艺条件进行实时的调整，从而保证生产的顺利进行。实现自动化生产对降低工人劳动强度、改善生产环境、提高生产率、降低企业生产成本起到良好的效果。 塑料挤出技术和挤出机的发展情况对挤出机温度控制的研究具有指向作用。从以上论述中可以看出，塑料挤出生产正向网络化、智能化、集中控制的方向发展，这与工业自动化的发展方向一致，也为挤出机温度控制新方法的实现奠定了挤出。 为了保证挤出成型过程的顺利进行，一班的挤出生产线都要由主机和辅机两部分组成。主机部分，主要指塑料挤出机，包括传动系统、挤压系统、加热冷却系统；辅机部分包括冷却及定型装置、牵引装置、料斗加料装置、切割装置、收放线装置等。下面以线缆外护套塑料挤出机生产线为例，介绍其主要组成部分的结构及功能。线缆外护套塑料挤出生产线的结构示意图如图所示。 图 线缆外护套塑料挤出生产线结构示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 计初步方案 本设计为 5 挤出机，制品可以为成品及半成品，选取的加工物料为“低密度聚乙烯” 。该挤出机适用于冷喂料的挤出，故相比之下塑料粘流态停留时间长，同时强烈的剪切产生的大量的热需要良好的冷却装置。由于螺杆有较大的长颈比，同时承受剪切力和轴向力，本身还接受物料传来的热量，故螺杆材料应具有足够的强度和抗摩能力，较好的耐化学腐蚀性能，良好的机械加工和热处理及高温下不变形的性能，所以螺杆材料优先选取 38 螺杆要输送物料，所以螺杆的结构至关重要，根据有关知识及资料确定螺杆为单螺旋等距突变螺杆。利用电机 +减速机构 +螺杆，使螺杆获得一定的转速和扭矩。螺杆 所承受的轴向力由螺杆与机筒间的轴向推力轴承传递，挤出机根据产品结构自行安装。 次设计的挤出机设计布置 图 电动机 螺杆设计装置 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第一章 挤出机的主要性能参数 本设计为 5 挤出机，选取的加工物料是 “低密度聚乙烯 ”。根据 2可知本机设计的主要参数： 螺杆直径 ： D=60杆长径比： 25螺杆最高转速 ： 30 最高产量： 136 螺杆的几何压缩比 ： i=3 杆区域划分及材料 螺杆分为三部分 :加料段、塑化段和挤出段。机器的生产能力很大程度上取决于加料段的进料能力和挤出段的基础能力，胶料的混炼，塑炼质量则直接与塑化段的塑化能力有关。选用 38 杆直径 本设计螺杆直径 D=60 螺杆长径比 经分析，可知长径比 25速与喂料方式的关系 在无喂料辊自由喂料的情况下，过高的转速会使进料困难，或根本不能进料，螺杆不能进料的临界转速临界n， 24临界可按胶料被螺杆带动旋转的离心力与其重力相等的条件来确定。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 螺杆转速是螺杆挤出机的重要参数，它影响挤出机的产量、功率消 耗、挤出质量等方面。 因为螺杆不能进料的临界转速为 30螺杆的工作转速 m 8126()(m a x 所以取 5 出机功率 挤出机功率的大小主要取决于螺杆 的 几何尺寸与结构、螺杆转速、挤出压力、胶料粘机筒与螺杆的间隙以及挤出产量等。 挤出机的功率主要消耗在以下三个方面： （ 1）使胶料克服机 头阻力； （ 2）螺杆对胶料剪切摩擦作用使部分功率转化为热能，通常，大部分热能通过冷却水和机身周围空气带走，少量热能加热胶料使胶料温度升高。 （ 3）传动系统的机械摩擦及效率消耗。 粘度、生产能力以及机筒内壁与螺杆螺棱顶部的间隙。挤出机的功率消耗主要还是取决于螺杆的几何尺寸和结构形式、机头阻力、转速、胶料。 挤出机的设备功率可按以下经验公式计算。 1 0 0 03 （ 1 式中 r/ 所以 N=（ 6 3257510机器传动装置即减速器设计为二级斜齿圆柱齿轮减速器，各连接处传动的机买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 械效率如下 齿轮轴承联轴器 ， 323 轴承轴承联轴器总 （ 1 1 根据上述计算并与国内外同类机台的功率类确定本设计的挤出机的驱动功率为 25 向力 因为 00 42（ 1 6 5 24 042 0 022 产能力 Q 3 （ 1 计算系数取 n 转速 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第二章 电机的选择 (1) 交流热流子电动机无级调速 热流子电动机的运转稳定，调速比较准确，转速固定后负载变化影响小，但不论在结构上或在制造工艺上却较为复杂，且需要经常维修，电机运转时噪音大。 （ 2） 齿轮箱有级调速。 （ 3） 直流电动机无级调速：调速范围约为 1:86，启动平稳，结构紧凑，实现自动化控制较容易，噪音低，目前已被较多采用。 查 根据功率及转速等因素选择电动机。 所选电机参数如下： 电机型号： 定功率 ： 15定转速： 1500r/动机中心高： 160机轴径： 42机外伸轴长： 110根据 5) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第三章 减速器设计计算 动部分设计计算 动比计算及分配 由所设计原始尺寸可得： 减速器总传动比 20751 5 0 0螺杆总总I（ 3 查 第二版得： 21 ) 21 I 则 2221 总所以 1 轴转速 设传动装置从电机到工作机有三个轴，依次为 I,。 ； （ 3 01 ; 12 ； 23 ； 动机满载转速 5000 （ 3 321 , ,的转速（单位 r/ 3,21, I 至 ； 间的传动比 m i n/1 5 0 011 5 0 0001 （ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 m i n/2 6 0 0112 m i n/ 8223 轴功率 d 1 轴承 齿轮轴承 齿轮轴承 3 电动机输出功率 5 驱（ 3321 , 轴转矩 d 0 0159 5 5 09 5 5 0 00 5 09 5 5 0 11111 22 6 5 09 5 5 0 222 9 5 09 5 5 0333(3表 传动部分参数表 轴号 功率 转速 转矩 传动公式 传动比 I 500 轴器轴承 I 68 轮轴承 2 轮轴承 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 轮设计 速级齿轮传动 N， 5001 ， I ，工作寿命 15 年， 300 天工作日，两班制，带式输送机，平稳，转向不变 。 (1)选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数 查 表 100经调制及表面淬火处，齿面硬度为 48 精度等级选取为 7级 选小齿轮齿数为 241 Z 则 1732412 初选螺旋角 14 (2) 按齿面接触强度设计 根据机械设计公式 10 3211 )(12 （ 3 确定公式内的各计算数值 .10Z 0 （ 3 41 0.0d0 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 M P 1 7 03l i i i m h. 由式 10算应力循环大小： h 911 53 0 082(11 5 0 06060 （ 3 9112 0 1 K （ 3 取失效概率为 10%，安全系数 S=1） 由图 10 M P i （ 3 i 计算： t 056 41 （ 3 （ 3 11c o （ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 由表 10得使用系数 1根据 V=7 级精度，由图 10得动载系数 0得 0插值法查得 7 级精度小齿轮相对支撑点非对称布置时 故载荷系数 (3 另由图 10式 10： 311 (3 (3 （ 3）按齿根弯曲疲劳强度设计 由 式 10： 3 121 co (3 确定计算参数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 (30 M 2021 0 取弯曲疲劳安全系数 S=式 10； M P (3 22 M P 2 由图 10得螺旋角影响系数 o s 311 (3 9c o 3c o s 3322 由表 10得 查取应力校正系数 由表 10得 Y Y (3 并加以比较 0 1 1 1 2 3 1 F 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 0 1 0 Y 则小齿轮的数值大 设计计算 n 4 取 7,2 1 取 1 1 0 1121 （ 4) 几何尺寸计算 计算中心距 n o )11220(c o ( 21 (3 将中心距调整为 168按圆整后的中心距修正螺旋角 )11220(a r c c o (a r c c o s 21 a n (3 因 值改变不多， 故参数 ,等不必修改。 计算大、小齿轮的分度圆直径 o s 220c o (3n o s 2112c o 计算齿轮宽度 d 圆整后取 5,30 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 速级齿轮传动 , 作寿命 15 年， 3